[发明专利]一种岩石可变三点弯曲蠕变试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩石蠕变试验方法，是将岩石三点弯曲蠕变试验辅具放在刚性蠕变试验机上，通过对试验机进行伺服控制施加轴向恒定荷载的岩石可变三点弯曲蠕变试验方法，具体涉及到实验室试验仪器的试验方法。

背景技术

实践表明，随着矿井开采深度的日益增加，开采规模越来越大，涉及问题也越来越复杂，井下岩石已经明显的显现出蠕变性质，现在面临的基础问题是，必须保证岩石的稳定性，即采掘工作时的可靠性和安全性问题。为了防止这些工作中出现由于岩石断裂、破碎、滑移、流变、爆裂等造成的灾难性事故的发生，必须对岩石的力学性质进行深入细致的研究。

众所周知，蠕变试验一般分单轴压缩、单轴拉伸、横向挠曲及三轴压缩蠕变试验等，其中横向挠曲蠕变试验最简便，但目前对于横向挠曲中三点弯曲蠕变试验的研究较少，且存在试验操作方法不统一、针对性较低、试验过程复杂等问题，并没有较为合理的方法进行岩石可变三点弯曲蠕变试验。本发明基于岩石可变三点弯曲辅具配合刚性试验机蠕变仪器，提出了一种岩石可变三点弯曲蠕变试验方法，将岩石三点弯曲辅具安置在流变仪上，通过计算机test软件系统进行伺服控制蠕变，实现岩石可变三点弯曲蠕变试验，试验结果可为岩体横向挠曲稳定性控制提供参考。

发明内容

针对岩石三点弯曲蠕变试验研究极少，存在试验操作方法不统一、针对性较低、试验过程复杂的问题，本发明提出了一种岩石可变三点弯曲蠕变试验方法，将岩石三点弯曲辅具安置在流变仪上，通过计算机test软件系统的伺服控制进行岩石可变三点弯曲蠕变试验，该方法加载伺服控制易于控制，可变三点能够精确操作、采集数据及时全面，实现了不同规格、不同尺度、不同位置岩石的三点弯曲蠕变试验。

本发明提供了一种岩石可变三点弯曲蠕变试验方法，主要包括：将岩石三点弯曲辅具下基座放置在刚性试验机底部加载盘加载垫块中心位置上，上基座上端与刚性试验机顶部加载盘加载轴通过丝口连接；根据要求用紧固螺栓将左刀具、右刀具固定在下基座指定位置上，轴向千分表通过数据传输线与计算机test软件系统对接；开启轴向油泵进行轴向加载至左刀具左刀刃、右刀具右刀刃上的岩石横向中心点与上基座上刀具上刀刃接触，通过计算机test软件系统对岩石进行轴向加载至设定载荷进行蠕变；达到设定要求后进入下一级加载蠕变，直至岩石破坏失稳；依据计算机test软件系统对试验数据进行保存与分析处理，完成岩石可变三点弯曲蠕变试验。具体步骤如下：

步骤一，将岩石三点弯曲辅具下基座放置在刚性试验机底部加载盘的加载垫块中心位置上，上基座上端与刚性试验机顶部加载盘的加载轴通过丝口连接，转动上基座使上刀具上刀刃与下基座左刀具左刀刃、右刀具右刀刃平行；

步骤二，根据试验岩石试样尺寸参数确定下基座左刀具与右刀具的初始位置，将左刀具与右刀具安置在下基座导轨内，移动左刀具、右刀具调节至毫米刻度尺指定位置上，用紧固螺栓将左刀具、右刀具固定在下基座上；

步骤三，在加载垫块上安置岩石垂直方向变化的轴向千分表，轴向千分表针头与刚性试验机顶部加载盘下端面接触，轴向千分表通过数据传输线与计算机test软件系统对接，对岩石轴向位移变化进行实时监测；

步骤四，打开计算机test软件系统，开启轴向油泵进行轴向加载至左刀具左刀刃、右刀具右刀刃上的岩石横向上面中心位置与刚性试验机上的上基座上刀具上刀刃接触，关闭轴向油泵，将轴向千分表进行清零，建立文件夹保存数据；

步骤五，依据设定的刚性试验机轴向加载速率，通过计算机test软件系统向伺服控制器发送命令，启动伺服电液系统对岩石进行轴向加载至设定载荷，进行第一级岩石三点弯曲蠕变，对轴向载荷与轴向千分表数据进行实时监测；

步骤六，当岩石恒定载荷下达到设定要求值后，进行下一级轴向加载至下一级载荷，进行下一级蠕变；

步骤七，重复步骤六直至岩石破坏失稳；

步骤八，依据计算机test软件系统对试验数据进行分析处理，完成岩石可变三点弯曲蠕变试验。

进一步，在步骤二中，左刀具左刀刃与右刀具右刀刃之间中心点在上刀具上刀刃正下方。

进一步，在步骤五中，轴向加载蠕变方式也可为分级加载蠕变。

进一步，在步骤六中，设定要求值可采用时间设定值与变形设定值。

本发明的优点和有益效果是：本发明方法具有易于操作、步骤合理、试验精确等特点，不仅实现了不同尺度不同岩石三点弯曲蠕变的力学性质，而且为实验室岩石可变三点弯曲蠕变试验方法提供了参考与依据。

附图说明

图1是实现本发明一种岩石可变三点弯曲蠕变试验方法示意图。